[发明专利]一种白水泥、硫酸的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于一种白水泥和工业硫酸的生产方法，具体是指采用五级旋风预热器窑工艺和“二转二吸”酸洗制酸工艺，以脱硫石膏、硬石膏、硫酸钡、硅质原料为主要原料生产具有白度高的白水泥和工业硫酸的方法。

背景技术

石膏制硫酸和水泥技术的研究始于20世纪初。1916年，德国的缪勒和阔纳开发天然石膏制硫酸和水泥技术，其后英国、法国、波兰等国相继建成以天然石膏、硬石膏和磷石膏为原料生产硫酸和水泥，并投入生产，由于生产率低、技术落后、能耗高等原因，上述工厂均关闭停产。八十年代后，西方发达国家及磷肥生产大国开展磷石膏制硫酸联产水泥的技术。我国从五十年代开始研究利用石膏制硫酸和水泥的技术，由于某些技术问题没有有效解决，很长时间未能实现工业化生产。鲁北化工股份有限公司经过多年的研究和艰苦探索，于80年代末，先后掌握了用盐石膏、磷石膏、天然石膏制硫酸联产水泥的方法，填补了我国石膏制酸技术的空白，并获得国家发明专利。近几年来鲁北化工股份有限公司通过技术创新，又取得了三级旋风预热器窑分解磷石膏制硫酸和水泥技术等多项重大科技成果，其“年产15万吨磷铵、20万吨磷石膏制硫酸联产30万吨水泥”的国家示范工程，于1999年投产，该项目成为世界上技术先进、规模之最。2008年，湖南合磷化工有限公司在此基础上进行创新，提出了由烟气脱硫石膏、硬石膏生产钡水泥和硫酸，即《一种防辐射水泥、硫酸的生产方法》（专利申请号200810031985.9）。

发明内容

为了利用工业废渣，同时生产两种高附加值产品——白水泥和工业硫酸，本发明是以脱硫石膏、硫酸钡、硅质原料为主要原料，生产具有白度高、强度高的白水泥和工业硫酸。所用配料方案与众不同，原料有脱硫石膏、硬石膏、硫酸钡、硅质原料、含碳物质。本发明采用五级旋风预热器窑煅烧工艺和“二转二吸”酸洗制酸工艺进行生产，是一种工艺先进可靠、效益高、无二次污染的生产方法，其主要生产设备及设施为：原料计量及输送、生料磨制、水泥窑系统、原料、燃料、半成品、成品贮存设施、窑气净化与干燥、转化、吸收设备。

这种采用五级旋风预热器窑煅烧技术和“二转二吸”酸洗制酸技术，用脱硫石膏、硬石膏、硫酸钡、硅质原料为主要原料生产白水泥和工业硫酸方法工艺如下:

（1）、将脱硫石膏进行干燥，去除脱硫石膏中的全部游离水和部分结晶水，生成半水石膏，进入储存库，其含水率为6～9%；

（2）、将硬石膏经破碎机破碎后进入储存库，破碎后硬石膏20mm 筛筛余质量分数为0～20%；

（3）、将重晶石经破碎机破碎后进入储存库，破碎后的重晶石20mm 筛筛余质量分数为0～20%，也可采购重晶石粉或工业硫酸钡粉直接入重晶石库；

（4）、将脱硫石膏、硬石膏、硫酸钡、硅质原料、还原剂计量后进入生料磨制备生料，进入生料储存库，干燥状态下，入窑生料中各物料质量百分比为：脱硫石膏和硬石膏共30～90%、硫酸钡0～30%、硅质原料4～15%，还原剂在入窑生料中所占质量百分比为5～8%，碳硫比为0.60～0.75，采用五级旋风预热器窑煅烧技术生产水泥熟料，可充分利用窑尾尾气的热量及从窑尾喷入的燃料，将入窑生料由常温在20秒内迅速预热到800℃～1000℃，将窑尾尾气温度降低到300℃～350℃，吨熟料标准煤耗为190～230公斤左右；入窑生料进入五级旋风预热器，在预热器中与来自窑尾的热烟气充分高效地进行热交换，然后生料粉在离心力和重力作用下与烟气分离进入窑尾，从窑头喷入燃料，窑内加热升温至900～1650℃，在弱还原气氛下，物料经过预热、分解、煅烧等一系列物理化学反应后，得到窑气和白水泥熟料；在配料中引入硫酸钡、莹石等矿化剂，熟料烧成温度能降低50～150℃，窑气中SO₂气体浓度高达7.0～11.0％；

（5）、所得白水泥熟料经漂白、冷却工艺后，加入水泥重量2.0～4.5%石膏共同入水泥磨，生产出白度高，强度高及防辐射特点的用于装饰的白水泥；白水泥SO₃的含量控制在1.8～3.5%范围内，比表面积为300 ～500m²/Kg；在配料中引入矿化剂，对促进C₃S形成、活化C₃S具有明显的效果，熟料质量得到了改善，水泥早期强度大约可提高10～25%，后期强度约提高5～10%；